從反應(yīng)器到分離器的管道系統(tǒng)和控制工藝流程的方法
【專利摘要】用于生物質(zhì)材料的蒸汽噴發(fā)處理的設(shè)備，包括容納生物質(zhì)材料和蒸汽的加壓反應(yīng)容器，將加壓反應(yīng)容器連接到分離裝置的排放管，該管的大小和位置適于生物質(zhì)材料的蒸汽噴發(fā)。在排放管的出口端是將每個排放管的出口端連接到收集管的收集-擴(kuò)張歧管，其中，收集管為從排放管流出的生物質(zhì)材料和蒸汽提供通道。收集管通道具有基本大于一個單個排放管橫截面積的橫截面積。收集管連接到分離裝置，使分離裝置接受來自收集管的生物質(zhì)材料和蒸汽。
【專利說明】從反應(yīng)器到分離器的管道系統(tǒng)和控制工藝流程的方法
已有申請的交叉引用
[0001]本申請要求2012年10月24日提交的美國申請61/717，684的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容以引用的方式結(jié)合到此。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的蒸汽噴發(fā)系統(tǒng)通常由反應(yīng)容器、管道系統(tǒng)和分離裝置構(gòu)成。反應(yīng)容器保持壓力下充滿蒸汽的生物質(zhì)材料。當(dāng)充滿蒸汽的生物質(zhì)材料從反應(yīng)容器輸送到分離裝置時，在管道系統(tǒng)中迅速減壓。分離裝置重新捕捉蒸汽和其他希望的氣體。
[0003]管道系統(tǒng)通常易于被流過的生物質(zhì)材料堵住、擋住或阻塞。被阻塞時，傳統(tǒng)的蒸汽噴發(fā)系統(tǒng)日常保養(yǎng)通常需要關(guān)閉。這會導(dǎo)致產(chǎn)量的損失。許多管道系統(tǒng)具有有利于這個問題的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在蒸汽噴發(fā)系統(tǒng)中，由于使用過多的蒸汽會增加產(chǎn)品成本，對這些管道系統(tǒng)中的管道而言，具有小的直徑來最小化蒸汽消耗是希望的且典型的。小管道直徑于有助于實(shí)現(xiàn)這個目的，但這些小的直徑還會帶來阻塞。
[0005]管道系統(tǒng)中的管道典型包括幾個諸如閥門、彎管、彎頭和長通道幾個節(jié)流裝置。閥門有時設(shè)定在部分打開位置來獲得希望的不同的生物質(zhì)材料和蒸汽的流速。這些部分打開的閥門表現(xiàn)為管道內(nèi)易于抓住生物質(zhì)材料的沉積物的閥門邊緣。當(dāng)這些生物質(zhì)的沉積物堆積，管道被堵住、擋住或阻塞。
[0006]此外，接近聲速的流速在伴隨從反應(yīng)器到分離裝置高的壓力降運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中是很典型的。結(jié)果，閥門和管道系統(tǒng)中其他可移動部件會頻繁磨損，需要修理或更換。
[0007]減少管道系統(tǒng)中堵住、擋住或阻塞數(shù)量的努力通常涉及縮短反應(yīng)容器和分離裝置之間管道的長度。管道的直徑也可以增加，但這需要增加蒸汽的使用量?？s短管道減少生物質(zhì)沉積物被抓住的表面積和邊緣?？s短管道，反應(yīng)容器和分離裝置必須物理上彼此靠近。空間限制和其他設(shè)備增加最接近地安裝反應(yīng)容器和分離裝置的困難。
[0008]允許一個裝置來調(diào)節(jié)從反應(yīng)容器到分離裝置的蒸汽流同時，對用于蒸汽噴發(fā)系統(tǒng)的管道系統(tǒng)，少受生物質(zhì)沉積物的影響且具有相對少的易于磨損部件是一個長期的切身需求。
[0009]本發(fā)明總體涉及用于從加壓反應(yīng)容器流出的蒸汽和生物質(zhì)材料混合物的管道系統(tǒng)，具體涉及用于蒸汽噴發(fā)過程的加壓反應(yīng)容器和分離裝置之間的管道系統(tǒng)。這個實(shí)施例允許蒸汽和生物質(zhì)材料流過管道系統(tǒng)，管道系統(tǒng)可以通過改變管道長度和調(diào)整收集-擴(kuò)張歧管相對于加壓反應(yīng)容器排放管的位置來調(diào)節(jié)。
[0010]構(gòu)想一個方法和系統(tǒng)來控制或限制來自加壓反應(yīng)容器的蒸汽流，加壓反應(yīng)容器通過管道系統(tǒng)連接到分離裝置。為了本發(fā)明的目的，“管道系統(tǒng)”或“管道”指用于蒸汽噴發(fā)系統(tǒng)的任何導(dǎo)管。蒸汽噴發(fā)系統(tǒng)包括加壓反應(yīng)容器、如具有至少一個排放管的蒸汽噴發(fā)加壓反應(yīng)容器，其排放管允許生物質(zhì)和蒸汽從加壓反應(yīng)容器流到排放管連接到一個單個導(dǎo)管的點(diǎn)。這個導(dǎo)管被稱作“收集管”，而排放管連接到的點(diǎn)被稱作“收集-擴(kuò)張歧管”。當(dāng)生物質(zhì)材料和蒸汽流過收集-擴(kuò)張歧管，會發(fā)生快速的壓力釋放。當(dāng)生物質(zhì)材料流過收集管進(jìn)入分離裝置時，這個快速的壓力釋放引起生物質(zhì)材料經(jīng)歷蒸汽噴發(fā)過程。
[0011]每個單個的排放管可以具有不同于其他單個排放管的直徑。在其他實(shí)施例中，兩個或更多排放管基本具有相同的直徑。每個單個排放管也可以在入口端具有一個閥門。這些閥門用于控制生物質(zhì)材料和蒸汽進(jìn)入每個單個排放管的流速。使用這些閥門和不同直徑的排放管，操作者可以調(diào)節(jié)來自加壓反應(yīng)容器的生物質(zhì)材料和蒸汽的流速。
[0012]排放管的長度也可以改變，從而調(diào)整生物質(zhì)和蒸汽通過排放管的流速。通過增加或移除管道長度可以調(diào)整收集-擴(kuò)張歧管到反應(yīng)容器出口的接近，從而調(diào)整正常操作條件下流出加壓反應(yīng)容器的生物質(zhì)材料和蒸汽的數(shù)量。此外，如果需要，還可以有如噴管襯套、量孔板和閥門的其他的可選的部件被用于調(diào)節(jié)生物質(zhì)材料和蒸汽通過排放管的流速。另外，在用于排放管入口端的一個或多個開口中的閥門限定了液流通道。這個“液流通道”指排放管的內(nèi)直徑，其和給定閥門的直徑不變。液流通道的橫截面積大于或小于在另一個排放管的另一入口端的另一閥門的橫截面積。例如，一個或兩個閥門限定液流通道，該通道的橫截面積是由其他閥門限定的液流通道橫截面積的一半。
[0013]構(gòu)想的用于生物質(zhì)材料蒸汽噴發(fā)處理的設(shè)備包括:構(gòu)造成容納生物質(zhì)材料和蒸汽的加壓反應(yīng)容器，至少一個排放管連接到該加壓反應(yīng)容器的出口，其中，至少一個排放管具有一橫截面積，且至少一排放管構(gòu)造成接收從加壓反應(yīng)容器排出的生物質(zhì)材料和蒸汽，一收集-擴(kuò)張歧管連接到至少一個排放管的出口端，具有一入口的收集管連接到收集-擴(kuò)張歧管，其中該收集管構(gòu)造成接收從至少一個排放管出口端流出的生物質(zhì)材料和蒸汽，其中，收集管的橫截面積基本大于至少一個排放管的累積橫截面積，分離裝置連接到收集管的出口端來接收來自收集管的生物質(zhì)材料和蒸汽，該分離裝置包括氣體出口和生物質(zhì)材料出□。
[0014]每個排放管的長度基本小于收集管的長度。更常見，每個排放管的長度基本小于常規(guī)系統(tǒng)中和從加壓反應(yīng)容器出口到分離裝置入口的管道的總長度。在常規(guī)系統(tǒng)中，排放管將加壓反應(yīng)容器連接到分離裝置。在一些實(shí)施例中，通過排放管的每個排放管的內(nèi)部通道直徑是一致的。每個排放管的內(nèi)部通道直徑可以在很寬范圍變化。在一些實(shí)施例中，內(nèi)部通道直徑在0.125英寸到120英寸范圍內(nèi)。此外，對于尺寸兩米乘三米的加壓反應(yīng)容器，內(nèi)部通道直徑在0.25英寸到6.0英寸，或0.125英寸到0.75英寸，或1.0英寸到2.5英寸，或上限是4.0英寸。
[0015]至于收集-擴(kuò)張歧管，可以是個平板，具有連接到排放管的收集-擴(kuò)張歧管的第一側(cè)和連接到收集管和貫通收集-擴(kuò)張歧管的開口的相對側(cè)，收集管和開口每個與排放管中的一個對準(zhǔn)。
[0016]至于收集管，其內(nèi)部通道直徑可以至少兩倍到四百倍于一個單獨(dú)排放管的通道的橫截面積。收集管入口壓力可以基本小于排放管出口壓力，如小于四分之三，甚至小于一半。一閥門，如全開閥，可以放置在加壓反應(yīng)容器和每個排放管的入口之間或排放管內(nèi)。排放管的數(shù)量至少為兩個或三個或更多。一個單獨(dú)的排放管喂給一個單一的收集管，可以具有多個分開的收集管。單個的收集管組合成向下進(jìn)入管道系統(tǒng)的另一個收集管。[0017]在另一實(shí)施例中，用于生物質(zhì)材料蒸汽噴發(fā)處理的設(shè)備包括:在反應(yīng)容器出口處從加壓反應(yīng)容器延伸的至少一個排放管，至少一個排放管具有一橫截面積，且至少一排放管構(gòu)造成接收從加壓反應(yīng)容器排出的生物質(zhì)材料和蒸汽，一收集-擴(kuò)張歧管連接到至少一個排放管的出口端，具有一入口的收集管連接到收集-擴(kuò)張歧管，其中該收集管構(gòu)造成接收從至少一個排放管流出的生物質(zhì)材料和蒸汽，其中，收集管的橫截面積基本大于至少一個排放管的橫截面積，分離裝置連接到收集管的出口端，該分離裝置構(gòu)造成接收來自收集管的生物質(zhì)材料和蒸汽。
[0018]蒸汽噴發(fā)處理的方法包括:加壓并灌入生物質(zhì)材料和蒸汽，加壓并灌入的生物質(zhì)材料和蒸汽通過多個排放管，來自每個排放管的加壓并灌入的生物質(zhì)材料和蒸汽通過收集-擴(kuò)張歧管并進(jìn)入收集管，當(dāng)灌入的生物質(zhì)材料從收集-擴(kuò)張歧管進(jìn)入收集管時快速釋放灌入的生物質(zhì)材料的壓力，隨著壓力快速減小的蒸汽噴發(fā)過程處理灌入的生物質(zhì)材料，然后將蒸汽分解的生物質(zhì)材料經(jīng)過收集管輸送到分離裝置，在分離裝置中，從隨蒸汽分解的生物質(zhì)材料流入收集管的氣體中分離蒸汽分解的生物質(zhì)材料。這個分離裝置可以是旋風(fēng)分離器、重力沉降槽、沖擊式分離器或用于從混合物從回收氣體的任何其他分離裝置。
[0019]生物質(zhì)材料通過排放管經(jīng)過的距離基本小于生物質(zhì)材料通過收集管的距離。另夕卜，生物質(zhì)材料和蒸汽通過排放管經(jīng)過的距離基本小于常規(guī)系統(tǒng)中從反應(yīng)容器出口到分離裝置入口管道的總長度。例如，排放管可以是從反應(yīng)容器出口到分離裝置入口經(jīng)過的管道總長度的10%到60%，取決于專門項(xiàng)目設(shè)備布局。至少一個排放管可以通過加壓反應(yīng)容器和至少一個排放管入口端之間的閥門關(guān)閉生物質(zhì)材料同時，至少一個其他排放管對生物質(zhì)材料和蒸汽中開放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是顯示了加壓反應(yīng)容器、排放管、收集-擴(kuò)張歧管、收集管和分離裝置的側(cè)視圖的工藝流程圖。
[0021]圖2是顯示了加壓反應(yīng)容器、排放管、收集-擴(kuò)張歧管、收集管和分離裝置的俯視圖的工藝流程圖。
[0022]圖3是加壓反應(yīng)容器的部分、噴管襯套、閥門、量孔板和到排放管的入口端的實(shí)施例的示意圖。
[0023]圖4是收集-擴(kuò)張歧管的端部示意圖。
[0024]圖5是收集-擴(kuò)張歧管的側(cè)部示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1和2顯示了蒸汽噴發(fā)過程，在那，加壓蒸汽被灌入生物質(zhì)材料，如木質(zhì)纖維素材料中。通過快速釋放壓力，蒸汽在生物質(zhì)材料中膨脹并使纖維素材料的細(xì)胞破裂或除去生物質(zhì)材料的纖顫。生物質(zhì)材料可以是木質(zhì)纖維素材料。木質(zhì)纖維素材料包括但不限于植物材料，如木頭、木片、鋸木廠和造紙廠丟棄物、玉米秸桿、甘蔗渣和其他農(nóng)業(yè)廢料、專門的能源作物、公共造紙廢水和其他由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成的任何生物質(zhì)材料。
[0026]在這個蒸汽噴發(fā)處理用的設(shè)備的實(shí)施例中，加壓反應(yīng)容器20通過高壓傳輸送裝置12接收生物質(zhì)材料10，輸送裝置將生物質(zhì)材料10傳送到加壓反應(yīng)容器20內(nèi)的高壓環(huán)境中。生物質(zhì)材料10可以連續(xù)流入加壓反應(yīng)容器20中，在其他實(shí)施例中，生物質(zhì)材料10可以批量、半間歇或半連續(xù)加入加壓反應(yīng)容器20中。
[0027]蒸汽14加入加壓反應(yīng)容器20來增加生物質(zhì)材料10的能量。該能量提高加壓反應(yīng)容器20中生物質(zhì)材料10的溫度和壓力。加壓反應(yīng)容器20中的溫度在120°C到300°C范圍，可能是150°C到260°C，也可能是160°C到230°C。生物質(zhì)材料10的溫度也可以超過這個范圍，取決于生物質(zhì)的材料的類型和生物質(zhì)經(jīng)歷的蒸汽噴發(fā)過程。
[0028]加壓反應(yīng)容器20可以具有多個反應(yīng)容器出口 21。每個反應(yīng)容器出口與閥門22和至少一個排放管24聯(lián)通。每個排放管24具有一連接到收集-擴(kuò)張歧管26的排放管出口端27。收集-擴(kuò)張歧管26連接每個排放管出口端27和單個大直徑收集管28。
[0029]來自排放管24的蒸汽和生物質(zhì)材料流經(jīng)過收集-擴(kuò)張歧管26，然后進(jìn)入并在收集管28合并。收集-擴(kuò)張歧管26到生物質(zhì)材料和蒸汽流出加壓反應(yīng)容器20的位置可以通過增加或移除管道長度來調(diào)整，從而調(diào)節(jié)正常操作條件下流出加壓反應(yīng)容器20的蒸汽量。在收集管入口 29處壓力基本小于每個對生物質(zhì)材料和蒸汽開放的排放管出口端27處的壓力，如小于四分之三，甚至小于一半?？焖賶毫︶尫虐l(fā)生在生物質(zhì)材料和蒸汽流經(jīng)收集-擴(kuò)張歧管26和進(jìn)入收集管28時。快速壓力釋放導(dǎo)致生物質(zhì)材料在流入收集管28時經(jīng)歷蒸汽噴發(fā)過程。
[0030]收集管28的橫截面積基本大于一個或多個排放管24的橫截面積，甚至基本大于排放管24橫截面積的總和。根據(jù)兩個中的至少一個因素，收集管28的橫截面積基本大于任何一個排放管24的橫截面積。在其他實(shí)施例中，根據(jù)五個中的至少一個因素或六個中的至少一個因素，收集管28的橫截面積大于任何一個排放管的橫截面積。橫截面積變化可以通過突然的管道擴(kuò)大、一個臺階或一系列臺階、圓錐形段、偏心和同心的管道漸縮管、管道異徑接頭或其他漸進(jìn)方式來改變管道直徑來完成。
[0031 ] 收集管的入口 29在收集-擴(kuò)張歧管26處，雖然可以使用任何分離裝置，在這實(shí)施例中，旋風(fēng)分離器30與收集管28聯(lián)通。旋風(fēng)分離器30可以用于分離來自收集管28的蒸汽噴發(fā)的生物質(zhì)和蒸汽，以產(chǎn)生加工過的生物質(zhì)32和氣體34。這里可以是多個旋風(fēng)分離器30和多個收集管28。
[0032]每個排放管24的長度可以相對較短，如0.4米到30米。限制排放管24的長度減少排放管24的較小直徑通道的內(nèi)部表面積(被稱作“打濕的”表面積)，并允許排放管24相對自由的管道配件、彎管、彎頭和收集生物質(zhì)沉積物的其他潛在的來源。此外，用于至少一個排放管24的內(nèi)通道直徑的橫截面積可以不同于連接到加壓反應(yīng)容器20的另一個或多個排放管24的橫截面積，如大約百分之五十或百分之百。
[0033]多個排放管24可以通過閥門22單獨(dú)打開關(guān)閉，通過選定的開啟的排放管提供一定范圍的生物質(zhì)材料和蒸汽流速。例如，通過只打開一個閥門22關(guān)閉剩下的閥門22來獲得相對低的流速，從而使生物質(zhì)材料和蒸汽流只通過排放管24中的一個。生物質(zhì)材料和蒸汽的流速可以通過打開其他的每個排放管24的閥門22來逐漸增加。如果排放管24具有不同的內(nèi)部通道直徑橫截面積，通過選擇性地開啟和關(guān)閉閥門22選定的流速的數(shù)量可以大于排放管24的數(shù)量。例如，如果至少除了一個的全部排放管24的生物質(zhì)和蒸汽通道橫截面積兩倍(大于100%)于剩下排放管24的內(nèi)部通道直徑橫截面積，剩下的排放管24可以打開或關(guān)閉來提供流量的半階的增量，這發(fā)生在閥門22打開或關(guān)閉其他排放管24時。[0034]一個或多個排放管24中每個具有相對自由的控制裝置，如節(jié)流閥、噴管襯套、異孔徑閥門、量孔板和其他節(jié)流裝置。在反應(yīng)容器出口 21處的排放管入口端處的閥門22可以是每個排放管24內(nèi)的唯一的控制裝置。為了控制從加壓反應(yīng)容器20來的蒸汽和生物質(zhì)材料的流量，閥門22可以在全部開啟、部分開啟或全部關(guān)閉操作位置來選擇一個或多個排放管24作為蒸汽和生物質(zhì)材料的通道。最小化排放管24內(nèi)的節(jié)流裝置減少排放管24被生物質(zhì)材料和/或外來雜質(zhì)堵住、擋住或阻塞的趨勢并減少由于節(jié)流裝置磨損而失效的危險。
[0035]收集管28是較大直徑的管道，具有接觸生物質(zhì)材料和蒸汽的光滑的潮濕表面。由于收集管具有較大內(nèi)直徑和較大橫截面積，收集管28更少被收集管28潮濕表面的生物質(zhì)沉積物堵住、擋住或阻塞。
[0036]由于收集管28的大直徑，它比排放管24延伸更長的距離，而沒有被生物質(zhì)沉積物堵住、擋住或阻塞的巨大危險。收集管28的長度基本長于排放管24的任何一個，如是一個或多個排放管24的每個長度的兩倍到20倍
[0037]圖3是個示意圖，顯示了至少一個，可能兩個或多個排放管24安裝到加壓反應(yīng)容器20上。每個排放管24和加壓反應(yīng)容器20之間的連接可以基本與圖3所示的連接相同。加壓反應(yīng)容器20的側(cè)壁36具有一個開口 -反應(yīng)容器出口 21，允許生物質(zhì)材料和蒸汽流出加壓反應(yīng)容器20并進(jìn)入排放管24。柱狀的出口 40圍繞著開口-反應(yīng)容器出口 21，并安裝到側(cè)壁36的外表面。柱狀出口 40支撐連接加壓反應(yīng)容器20和排放管24的閥門22。可選擇的噴管套管42可以安裝在反應(yīng)容器出口 21創(chuàng)建的開口中，為從加壓反應(yīng)容器20到排放管24的蒸汽和生物質(zhì)材料提供光滑的、低阻力路徑。噴管襯套42可以在開口 -反應(yīng)容器出口 21或柱狀出口 40內(nèi)。噴管襯套42是可替換的襯套并用于減少反應(yīng)容器出口 21創(chuàng)建的開口，使該開口符合排放管24內(nèi)的液流通道的直徑。如果排放管24被具有不同直徑的排放管24替代，噴管襯套42可以被移除，也可以用具有不同尺寸通道的噴管襯套42來替代。用于此的噴管襯套42類似于共同待決的美國申請13/029，801所描述的那些，該申請以引用方式結(jié)合在此，并附上一份副本。
[0038]正常操作期間，如果相應(yīng)的排放管24被選定為活躍的，閥門22具有全開啟位置，其不限制生物質(zhì)材料和蒸汽流通過閥門22。如果排放管被選定為不活躍的，閥門22具有全關(guān)閉位置，完全阻擋來自排放管24的生物質(zhì)材料和蒸汽流通過閥門22。
[0039]量孔板44放置在閥門22和一個或多個排放管24之間。量孔板44可以是環(huán)形的，且具有一允許生物質(zhì)材料和蒸汽流入一個或多個排放管24的通常的圓孔46。量孔板44中通常的圓孔46大小為獲得限制生物質(zhì)材料和蒸汽流入排放管24的期望流速。各種的量孔板44可用于放置在閥門22和排放管24之間。選定量孔板44的一個在排放管24的入口處獲得希望的限流。量孔板44、噴管襯套42、閥門22、排放管24、收集-擴(kuò)張歧管26和收集管28可以由如金屬、硬的聚合材料或選定承受生物質(zhì)材料、蒸汽和其他環(huán)境研究的化學(xué)品的陶瓷材料形成。
[0040]圖4和5是收集-擴(kuò)張歧管26的端視圖(圖4)和側(cè)視圖(圖)。收集-擴(kuò)張歧管26是具有外圓環(huán)52的環(huán)形金屬板，外圓環(huán)52充當(dāng)在收集管28的入口處配合法蘭48的連接法蘭。外圓環(huán)52和法蘭48上配合的圓形陣列的螺栓孔50為將收集-擴(kuò)張歧管26固定在收集管28上的連接螺栓提供通道。在另一個實(shí)施例中，收集-擴(kuò)張歧管26通過如焊接的其他方式連接到收集管28上。圖4中的環(huán)形虛線表示通過收集管28的通道的周界。
[0041]排放管出口端27連接到收集-擴(kuò)張歧管26的一側(cè)，收集管28的入口連接到收集-擴(kuò)張歧管26的另一側(cè)。排放管24與延伸通過收集-擴(kuò)張歧管26表面的螺栓孔50對準(zhǔn)。排放管24的排放管出口端27通過焊接到收集-擴(kuò)張歧管26上來固定到收集-擴(kuò)張歧管26 (如圖5所示)，通過每個排放管24上的法蘭螺栓連接到收集-擴(kuò)張歧管26或以其他一些方式連接。當(dāng)生物質(zhì)材料和蒸汽流過排放管24、流過收集-擴(kuò)張歧管26并進(jìn)入收集管28時，他們的流量可能沒有限制。連接到收集管28的收集-擴(kuò)張歧管26的側(cè)面包括多個允許磨損的噴管襯套容納在每個排放管24的出口處的凹槽。這種布局允許更換磨損的收集-擴(kuò)張歧管26零件，而不需要更換整個的收集-擴(kuò)張歧管26。
[0042]單獨(dú)的噴管或噴管組合的選項(xiàng)用于在收集-擴(kuò)張歧管26之前、中間、附近或之后注入水或化學(xué)品。
[0043]可以選擇收集-擴(kuò)張歧管26的位置和收集管28的長度來獲得相對短的排放管24，并因此減少由于生物質(zhì)沉積物和/或外來雜質(zhì)在管線中堵住、擋住或阻塞的危險和適應(yīng)工廠布局和已有設(shè)備。此外，收集-擴(kuò)張歧管26可以替換來允許排放管24數(shù)量的變化。在其他實(shí)施例中，收集-擴(kuò)張歧管26可以具有用于收集-擴(kuò)張歧管26原始安裝后可能增加的額外的排放管24的連接。
[0044]結(jié)合目前最實(shí)用且優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解，本發(fā)明不是限制公開的實(shí)施例，相反，覆蓋包含在所附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的不同修改和等同布局。
【權(quán)利要求】
1.用于生物質(zhì)材料的蒸汽噴發(fā)處理的設(shè)備，包括: 構(gòu)造成容納生物質(zhì)材料和蒸汽的加壓反應(yīng)容器； 至少一個排放管，連接到加壓反應(yīng)容器的出口，其中，至少一個排放管具有一橫截面積，且至少一排放管構(gòu)造成接收從加壓反應(yīng)容器排出的生物質(zhì)材料和蒸汽； 一收集-擴(kuò)張歧，管連接到至少一個排放管的出口端； 具有一入口的收集管，連接到收集-擴(kuò)張歧管，其中該收集管構(gòu)造成接收從至少一個排放管出口端流出的生物質(zhì)材料和蒸汽，其中，收集管的橫截面積基本大于至少一個排放管的累積橫截面積， 分離裝置，連接到收集管的出口端來接收來自收集管的生物質(zhì)材料和蒸汽，該分離裝置包括氣體出口和生物質(zhì)材料出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，至少一個排放管的長度基本小于收集管的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，收集管的橫截面積是至少一個排放管的任何一個的橫截面積的至少兩到四百倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，收集管入口的壓力基本小于排放管出口的壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括用于至少一個排放管的每個的閥門，每個閥門定位在反應(yīng)容器 和至少一個排放管入口之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，每個閥門具有全開啟和全關(guān)閉操作位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，排放管的數(shù)量為至少兩個。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，每個排放管的內(nèi)直徑基本與全部每個排放管一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，至少一個排放管的內(nèi)部直徑的橫截面積大于另一個排放管的橫截面積。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，多個排放管中的至少一個的內(nèi)部直徑的橫截面積小于多個排放管中至少另一個排放管的橫截面積。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，進(jìn)一步包括多個收集管，每個收集管構(gòu)造成接收來自至少一個排放管的生物質(zhì)材料和蒸汽。
12.蒸汽噴發(fā)處理的方法，包括: 在加壓反應(yīng)容器中加壓并灌入生物質(zhì)材料和蒸汽，來創(chuàng)建加壓和灌入的生物質(zhì)材料； 加壓并灌入的生物質(zhì)材料和蒸汽從加壓反應(yīng)容器通過多個反應(yīng)容器出口中的至少一個進(jìn)入多個排放管的至少一個； 加壓并灌入的生物質(zhì)材料和蒸汽從至少一個排放管通過收集-擴(kuò)張歧管進(jìn)入收集管； 當(dāng)加壓并灌入的生物質(zhì)材料從收集-擴(kuò)張歧管進(jìn)入收集管時快速減小加壓和灌入的生物質(zhì)材料的壓力，從而導(dǎo)致蒸汽分解生物質(zhì)材料； 將蒸汽分解的生物質(zhì)材料經(jīng)過收集管輸送到分離裝置，在分離裝置中，從隨蒸汽分解的生物質(zhì)材料流入收集管的氣體中分離蒸汽分解的生物質(zhì)材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，加壓并灌入的生物質(zhì)材料通過多個排放管經(jīng)過的距離基本小于收集管的長度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，至少一個排放管可以通過加壓反應(yīng)容器和至少一個排放管入口之間的閥門關(guān)閉加壓并灌入的生物質(zhì)材料同時，至少另個排放管對生物質(zhì)材料開放。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，進(jìn)一步包括選擇地開啟多個排放管的至少一個，來獲得通過收集-擴(kuò)張歧管的某一組合流速的生物質(zhì)材料和蒸汽。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，靠近多個排放管的至少一個的入口的排放管或噴嘴襯套中的至少一個限定了液流通道，液流通道的橫截面積基本小于多個排放管的至少另一個的橫截面積。
17.用于生物質(zhì)材料的蒸汽噴發(fā)處理的設(shè)備，包括: 在反應(yīng)容器出口處從加壓反應(yīng)容器延伸的至少一個排放管，至少一個排放管具有一橫截面積，且至少一排放管構(gòu)造成接收從加壓反應(yīng)容器排出的生物質(zhì)材料和蒸汽； 一收集-擴(kuò)張歧管，連接到至少一個排放管的出口端； 具有一入口的收集管，連接到收集-擴(kuò)張歧管，其中該收集管構(gòu)造成接收從至少一個排放管流出的生物質(zhì)材料和蒸汽，其中，收集管的橫截面積基本大于至少一個排放管的橫截面積；和 分離裝置，連接到收集管的出口端，該分離裝置構(gòu)造成接收來自收集管的生物質(zhì)材料和蒸汽。`
【文檔編號】B01J3/00GK103768996SQ201310504792
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】約瑟夫·門羅·羅爾斯, 托馬斯·普朔恩, 貝蒂爾·斯特龍伯格, 帕特里克·佩平 申請人:安德里茲有限公司